三維激光掃描技術在建筑測繪中的應用

祁秀

摘要：三維激光掃描技術為測繪領域中的最新技術，能夠被應用在測繪行業(yè)中的各個領域當中，三維激光掃描技術不僅僅能夠?qū)y繪環(huán)境進行全面改善，還能夠提升工作效率，但建模及點云數(shù)據(jù)處理還需要測繪技術人員加強研究力度。三維激光掃描技術在建筑立面測繪當中的有效應用已經(jīng)實現(xiàn)了傳統(tǒng)技術不能達到的效果。文章將著重分析三維激光掃描技術在建筑物立面測繪中的有效應用。

關鍵詞：三維激光掃描技術;建筑物立面測繪;有效應用

1、地面三維激光掃描儀在建筑物立面測繪中的有效應用

1.1進行外業(yè)測量

圖根控制工作主要進行高程控制測量、平面控制測量，這幾種測量是立面測繪及地形圖測量的重要基礎。整個測繪工程中的基礎工作為地形圖測量，采用常規(guī)方式進行測量，根據(jù)項目進行情況確定好比例，進行全面的測量及控制。

房屋立面測量在進行中，需要對測區(qū)內(nèi)部進行勘察，經(jīng)過勘察得知道路兩邊的視野比較寬闊，能夠為地面激光掃描儀的架設及數(shù)據(jù)采集奠定有力基礎。區(qū)域內(nèi)部的大部分建筑物時間較長，非常老舊，樓宇之間的間距比較小，很多建筑物第一層到第二層出現(xiàn)了棚房搭建的情況，小區(qū)內(nèi)部的樹木枝繁葉茂，對于建筑物遮擋非常嚴重，大部分建筑物陽臺一般為自動封閉設置，墻壁上的窗戶一般需要工作人員去建筑物內(nèi)部進行有效測量，這會讓三維激光掃描儀使用難度提升，在測量當中需要利用全站儀或是鋼尺對測量起到輔助性作用，并進行測量區(qū)域相關數(shù)據(jù)的全面采集。

1.2進行內(nèi)業(yè)處理

第一個，點云數(shù)據(jù)的有效處理

外業(yè)采集過程中的多站點云數(shù)據(jù)一般需要按照標準進行拼接，然后去除噪聲。這部分工作處理的關鍵性在于點云除燥環(huán)節(jié)的有序進行，激光點云數(shù)據(jù)測量工作主要有噪聲的測量、系統(tǒng)噪聲與噪聲數(shù)據(jù)的分析等相關內(nèi)容，噪聲一般會被認定為系統(tǒng)噪聲及隨機噪聲，能夠在軟件的使用基礎上進行噪聲的自動清除，但部分工作仍然需要進行手工操作。進行手工操作的效率以及精確性一般會與工作人員對于數(shù)據(jù)的掌握情況及對預測區(qū)的了解情況有著非常大的關系。

第二個，進行坐標轉換

常規(guī)測量及三維激光掃描處理結果應該全部歸功于制圖坐標體系中的二維XY形式當中。

2.三維激光掃描技術的優(yōu)點

近幾十年來，隨著計算機技術、空間技術、激光技術等現(xiàn)代科技的不斷進步，測繪技術也在不斷地更新進步。從原來的傳統(tǒng)的單點測量手段獲取局部的觀測數(shù)據(jù)，到利用攝影測量、三維激光掃描技術獲得全局的觀測數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)建筑測繪技術得到成果只是被測目標的二維平面圖，而地面三維激光掃描技術可以得到被測目標的三維空間信息，不僅包括了建筑細節(jié)部分的信息還可包括建筑整體結構信息。在建筑物測繪時，地面三維激光掃描技術具有傳統(tǒng)建筑測繪技術所不具有獨特優(yōu)勢，具體內(nèi)容如下所示：

第一個：非接觸測量。利用傳統(tǒng)的測量手段進行測量時，通常需要借助反射棱鏡或者在被測物體表面做某些處理，而三維激光掃描技術不需要接觸到物體即可確定物體的三維信息。

第二個：隨時性。相對比于受天氣影響較大的傳統(tǒng)測量方式，三維激光掃描技術通過儀器主動發(fā)射激光信號，來進行測量，不受天氣等其他因素影響，能夠隨時工作。

第三個：高效，細致。在數(shù)據(jù)的獲取速度上，明顯比傳統(tǒng)測量獲取的速度快，時間上更迅速。在快速的同時數(shù)據(jù)量方面也比傳統(tǒng)的要詳細，對于建筑物的細節(jié)方面有更加細致的數(shù)據(jù)和信息。

第四個：直接生成三維空間成果。三維激光掃描技術采集到的點云數(shù)據(jù)包含目標表面的三維坐標信息、反射率信息以及色彩信息，并將這些信息將以直觀的方式展現(xiàn)在用戶面前。用戶還可以直接在得到的點云數(shù)據(jù)上進行相關量測、計算和分析，以此快速獲取所需的距離、方位角等信息。

第五個：可與GPS系統(tǒng)、外置數(shù)碼相機配合使用。GPS系統(tǒng)能夠準確的定位儀器的位置信息，很好的解決了血多工程項目無法準確定位的問題;外置的高分率數(shù)碼相機能夠拍攝獲取目標物的影像信息，為后期三維建模提供目標物的紋理信息和色彩信息。

第六個：自動輔助整平。地面三維激光掃描儀自帶整平系統(tǒng)，很好的縮減每一測站整平的時間，大大縮減了外業(yè)的工作時間。

3.未來發(fā)展展望

地面三維激光掃描技術在國內(nèi)及國外應用力度不斷增強，此技術在各個領域中的應用逐漸被普及，在各大工程領域當中都能夠表現(xiàn)較強的優(yōu)勢，這是信息事業(yè)及科學技術的新型技術革新。地面三維激光掃描技術本身工作效率較高，具備較強精確度，采樣率較高，還具備其他技術不具備的非接觸優(yōu)勢，在測繪領域中的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆，F(xiàn)在的三維激光掃描儀效率更高，更加便捷，數(shù)據(jù)質(zhì)量更高?？赏ㄟ^對物體空間外形和結構及色彩進行掃描，獲得物體表面的空間坐標，所以可進行實景復制。所以，今后各項工程的有效不斷實踐中，需要將此技術的應用范圍不斷拓廣，將其作用及優(yōu)勢能夠最大程度的發(fā)揮在測繪領域當中，展現(xiàn)此項技術的應用價值，例如土方測量對于此技術的有效應用。除此之外，相關處理軟件及配套功能的開發(fā)及研究工作也需要不斷開展。前景應該還行的，不過對于一些表面結構復雜的激光的容易有死角。拍照式的三維掃描儀，光學的現(xiàn)在在逆向這塊應該也很廣泛。文物方面的國內(nèi)已經(jīng)有一家三維掃描儀的公司，拍大型一點的文物用三維掃描儀和攝影測量系統(tǒng)也可以的。

結束語

三維激光掃描技術在建筑立面測繪中已經(jīng)被有效應用，這項技術的有效應用已經(jīng)將外業(yè)測繪工作效率全面提升，能夠?qū)⑼鈽I(yè)工作人員工作強度大大減輕，還能夠?qū)ν鈽I(yè)作業(yè)環(huán)境進行全面改善，這不僅僅能夠?qū)⒐ぷ餍侍嵘?，還能夠進一步提升產(chǎn)品質(zhì)量，應被大范圍推廣使用。

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